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1、(10)申请公布号 CN 103033794 A (43)申请公布日 2013.04.10 C N 1 0 3 0 3 3 7 9 4 A *CN103033794A* (21)申请号 201210378168.7 (22)申请日 2012.10.08 13/249,948 2011.09.30 US G01S 5/28(2006.01) H04W 4/02(2009.01) H04B 17/00(2006.01) (71)申请人剑桥硅无线电有限公司 地址英国剑桥 (72)发明人默里加尔维斯 本塔洛 (74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人余刚 吴孟秋 (54。
2、) 发明名称 Wi-Fi定位 (57) 摘要 本发明提供了Wi-Fi定位。形成相对于多个 无线电发射器的无线电接收器的二维位置估计的 方法，包括：在无线电接收器接收来自多个无线 电发射器的信号并根据所接收的信号形成一组发 射器加权值，发射器加权值表示从无线电接收器 到各个无线电发射器的距离测量；对于多个无线 电发射器中每个，通过根据各个发射器加权值的 缩放值缩放在预定坐标系中描述各个不定性椭圆 定向的不定性向量，并通过将不定性向量幅角乘 以因子4来旋转不定性向量；对多个无线电发射 器的经缩放旋转的向量求和以形成总向量；通过 将总向量幅角除以因子4并使用产生旋转的总向 量定义包括第一坐标轴和第二。
3、坐标轴复合坐标基 准；通过步骤在复合坐标基准中形成无线电接收 器的二维位置的估计。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书6页 说明书14页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 6 页 说明书 14 页 附图 3 页 1/6页 2 1.一种形成相对于多个无线电发射器的无线电接收器的二维位置估计的方法，各无线 电发射器都具有相关的位置估计和能够表示为具有长轴和短轴的不定性椭圆的位置不定 性，所述方法包括： 在所述无线电接收器接收来自所述多个无线电发射器的信号，并根据所接收的信号形 成一组发射器加权值，各所述发射器加权值都表示从所述无线。
4、电接收器到各个无线电发射 器的距离的测量； 对于所述多个无线电发射器中的每个，通过根据各个所述发射器加权值的缩放值缩放 在预定的坐标系中描述各个所述不定性椭圆的定向的不定性向量，并通过将所述不定性向 量的幅角乘以因子4来旋转所述不定性向量； 对所述多个无线电发射器的经缩放和旋转的所述向量求和以形成总向量； 通过将所述总向量的幅角除以因子4并使用产生的旋转的所述总向量定义包括第一 坐标轴和第二坐标轴的复合坐标基准；以及 通过以下步骤在所述复合坐标基准中形成所述无线电接收器的所述二维位置的估 计： 将每个不定性椭圆的所述长轴和所述短轴投影至所述第一坐标轴和所述第二坐标轴 以形成针对每个轴的一组投影。
5、分量； 对每个轴的所述投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性； 对于每个不定性椭圆，从缩放的各个所述发射器加权值形成第一坐标轴加权值和第二 坐标轴加权值，使得所述第一坐标加权值/所述第二坐标轴加权值随着沿所述第一坐标轴 /所述第二坐标轴的所述总不定性增加而减少；以及 通过使用在所述复合坐标基准中表示的所述多个无线电发射器的位置估计和所述第 一坐标轴加权值以及所述第二坐标轴加权值的加权质心来计算所述无线电接收器的所述 位置。 2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述无线电接收器的计算出的所述位置转换 至所述预定坐标系，用作所述无线电接收器的所述二维位置的估计。 3.根据权利要求1所述的方法，。
6、其中，通过根据所述预定坐标系表示所述不定性椭圆 的长轴长度和短轴长度及其定向的信息来代表每个不定性椭圆。 4.根据权利要求1所述的方法，其中，描述各个不定性椭圆的定向的所述不定性向量 的幅角是所述不定性椭圆的所述长轴和所述短轴中的预定一个和所述预定坐标系中定义 的预定方向之间的角度。 5.根据权利要求1所述的方法，其中，在缩放所述多个无线电发射器的所述不定性向 量的步骤中所使用的每个缩放值还取决于各个所述不定性椭圆的各向异性的测量。 6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过各个所述不定性椭圆的所述长轴长度和所 述短轴长度的比值来给出每个不定性椭圆的各向异性的测量。 7.根据权利要求1所述的方法。
7、，其中，每个缩放值还取决于相对于所述第一预定长度 的各个所述不定性椭圆的所述短轴长度的测量，使得每个缩放值从当各个所述短轴的长度 等于所述第一预定长度时的0变化为当各个所述短轴的长度为0时的最大值。 8.根据权利要求1所述的方法，其中，执行从所述发射器加权值形成各第一坐标轴加 权值和第二坐标轴加权值的步骤，使得每个第一坐标轴加权值/第二坐标轴加权值由通过 权 利 要 求 书CN 103033794 A 2/6页 3 因子缩放的各个所述发射器加权值给出，该因子从当沿第一坐标轴/第二坐标轴的所述总 不定性至少为第二预定长度时的预定最小值变化为当沿第一坐标轴/第二坐标轴的所述 总不定性为0时的最大值。
8、。 9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一预定长度和所述第二预定长度约为60 米。 10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述预定最小值为1/8。 11.根据权利要求1所述的方法，其中，关于所述预定坐标系定义每个不定性椭圆。 12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一坐标轴由与旋转的所述总向量重合的 归一化向量表示，所述第二坐标轴由与旋转的所述总向量不重合的归一化向量表示。 13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一坐标轴和所述第二坐标轴被定义为形 成正交基准集。 14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无线电接收器被配置为通过以下一项或多 项来接收所述多个无线电发射器中每个的。
9、所述位置估计和位置不定性： 从所述多个无线电发射器中的一个或多个发射的无线电信号； 在所述无线电接收器存储的数据库；以及 所述无线电接收器可远程访问的数据库。 15.根据权利要求1所述的方法，其中，描述各个不定性椭圆的所述定向的每个不定性 向量是在所述预定坐标系中定义不定性椭圆的所述长轴和短轴的方向的单位向量。 16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定坐标系是在其中关于磁北或大地坐标 位置系统表示二维位置的坐标系。 17.根据权利要求1所述的方法，其中，根据从各个所述无线电接收器接收的信号的信 号强度形成每个发射器加权值，所接收的信号强度越大，所述发射器加权值越大。 18.根据权利要求1。
10、7所述的方法，其中，每个发射器加权值根据各个所述无线电发射 器的功率进行缩放，使得所述发射器加权值基本与发射器功率无关，每个无线电发射器的 发射器功率通过各个所述无线电发射器用信号通知所述无线电接收器。 19.根据权利要求1所述的方法，其中，执行对每个轴的投影分量进行求和以形成沿每 个轴的总不定性的步骤，使得通过各个所述投影分量的平方的和给出所述总第一/第二轴 不定性的平方。 20.根据权利要求1所述的方法，还包括，对于所述第一和第二坐标轴的每个： 通过使用沿各个坐标轴的每个不定性椭圆的长轴和短轴的投影分量和各个坐标轴加 权值的加权质心来计算相关的置信估计； 通过以下步骤计算不相关的置信估计：。
11、对于每个不定性椭圆形成各个坐标轴加权值和 沿该不定性椭圆的长轴和短轴的各个坐标轴的投影分量的和的乘积；对于该组不定性椭圆 将这些乘积的平方求和；以及除以该组不定性椭圆的各个坐标轴加权值的平方的和； 形成复合的置信估计，所述复合的置信估计的平方是所述相关的置信估计的平方和所 述不相关的置信估计的加权组合；以及 使用所述复合的置信估计作为由于所述多个无线电发射器的位置估计中的不定性导 致的所述无线电接收器的位置的不定性估计。 21.根据权利要求20所述的方法，还包括： 权 利 要 求 书CN 103033794 A 3/6页 4 形成由于机制和可选的系统误差所导致的所述无线电接收器的位置的加权不定。
12、性的 估计，其中，通过该机制形成所述发射器加权值，所述系统误差由于通过加权质心计算的所 述无线电接收器的位置；以及 将所述复合的置信估计和所述加权不定性正交组合以形成所述无线电接收器的估计 出的位置的总不定性的估计。 22.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个无线电发射器是Wi-Fi接入点，所述无 线电接收器是便携式Wi-Fi设备。 23.一种可操作地估计其相对于多个无线电接收器的位置的无线电接收器，所述无线 电接收器可访问对于每个无线电接收器定义的位置估计和能够表示为具有长轴和短轴的 不定性椭圆的位置不定性的信息，所述无线电接收器包括： 天线，用于从所述多个无线电发射器接收信号； 加权确。
13、定单元，被配置为根据从所述无线电发射器接收的信号形成一组发射器加权 值，每个发射器加权值均表示相应的无线电发射器到所述无线电接收器的距离的测量；以 及 位置计算单元，被配置为通过以下方法估计所述无线电接收器的位置： 对于所述多个无线电发射器中的每个，通过根据各个所述发射器加权值的缩放值缩放 在预定的坐标系中描述各个所述不定性椭圆的定向的不定性向量，并通过将所述不定性向 量的幅角乘以因子4来旋转所述不定性向量； 对所述多个无线电发射器的经缩放和旋转的所述向量求和以形成总向量； 通过将所述总向量的幅角除以因子4并使用产生的旋转的所述总向量定义包括第一 坐标轴和第二坐标轴的复合坐标基准；以及 通过以。
14、下步骤在所述复合坐标基准中形成所述无线电接收器的所述二维位置的估 计： 将每个不定性椭圆的所述长轴和所述短轴投影至所述第一坐标轴和所述第二坐标轴 以形成针对每个轴的一组投影分量； 对每个轴的所述投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性； 对于每个不定性椭圆，从缩放的各个所述发射器加权值形成第一坐标加权值和第二坐 标轴加权值，使得所述第一坐标轴加权值/所述第二坐标轴加权值随着沿所述第一坐标轴 /所述第二坐标轴的所述总不定性增加而减少；以及 通过使用在所述复合坐标基准中表示的所述多个无线电发射器的位置估计和所述第 一坐标轴加权值以及所述第二坐标轴加权值的加权质心来计算所述无线电接收器的所述 位置。。
15、 24.一种形成相对于多个无线电接收器位置的无线电发射器的二维位置估计的方法， 各无线电接收器位置都具有能够表示为具有长轴和短轴的不定性椭圆的位置不定性，所述 方法包括： 在所述无线电接收器位置接收来自所述无线电发射器的信号，并根据所接收的信号形 成一组接收器加权值，各所述接收器加权值都表示从所述无线电发射器到所述无线电接收 器位置的距离的测量； 对于所述多个无线电接收器位置中的每个，通过根据各个所述接收器加权值的缩放值 权 利 要 求 书CN 103033794 A 4/6页 5 缩放在预定的坐标系中描述各个所述不定性椭圆的定向的不定性向量，并通过将所述不定 性向量的幅角乘以因子4来旋转所述。
16、不定性向量； 对所述多个无线电接收器位置的经缩放和旋转的所述向量求和以形成总向量； 通过将所述总向量的幅角除以因子4并使用产生的旋转的所述总向量来定义包括第 一坐标轴和第二坐标轴的复合坐标基准；以及 通过以下步骤在所述复合坐标基准中形成所述无线电发射器的所述二维位置的估 计： 将每个不定性椭圆的所述长轴和所述短轴投影至所述第一坐标轴和所述第二坐标轴 以形成针对每个轴的一组投影分量； 对每个轴的所述投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性； 对于每个不定性椭圆，从缩放的各个所述发射器加权值形成第一坐标轴加权值和第二 坐标轴加权值，使得所述第一坐标加权值/所述第二坐标轴加权值随着沿所述第一坐标轴 。
17、/所述第二坐标轴的所述总不定性增加而减少；以及 通过使用在所述复合坐标基准中表示的所述无线电接收器位置和所述第一坐标轴加 权值以及所述第二坐标轴加权值的加权质心来计算所述无线电接收器的所述位置。 25.根据权利要求24所述的方法，还包括将所述无线电发射器的计算出的所述位置转 换至所述预定坐标系，用作所述无线电发射器的所述二维位置的估计。 26.根据权利要求24所述的方法，其中，描述各个不定性椭圆的定向的所述不定性向 量的幅角是所述不定性椭圆的所述长轴和所述短轴中的预定一个和所述预定坐标系中定 义的预定方向之间的角度。 27.根据权利要求24所述的方法，其中，通过根据所述预定坐标系表示所述不定性。
18、椭 圆的长轴长度和短轴长度及其定向的信息来代表每个不定性椭圆。 28.根据权利要求24所述的方法，其中，在被配置为在所述多个无线电接收器位置之 间移动的所述无线电接收器处进行该方法的步骤，以在这些所述多个无线电接收位置接收 来自所述无线电发射器的信号。 29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述无线电接收器被配置为将其位置及其位 置不定性确定为具有长轴和短轴的不定性椭圆。 30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述无线电接收器被配置为通过GPS接收器确 定其位置及其位置不定性。 31.根据权利要求28所述的方法，其中，所述无线电发射器是Wi-Fi接入点，所述无线 电接收器是支持Wi-Fi接。
19、收器和GPS接收器的扫描车辆。 32.根据权利要求24所述的方法，其中，不同的无线电接收器设置在各所述多个无线 电接收器位置，以集体地在这些所述无线电接收器位置接收来自所述无线电发射器的所述 信号。 33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述无线电接收器被配置为交换它们各自的 接收器加权值以允许所述无线电接收器中的一个或多个形成所述无线电发射器的二维位 置的估计。 34.根据权利要求32所述的方法，其中，在耦接至所述多个无线电接收器并被配置为 接收它们各自的接收器加权值的计算服务器中形成所述无线电发射器的所述二维位置的 权 利 要 求 书CN 103033794 A 5/6页 6 估计。 3。
20、5.根据权利要求24所述的方法，其中，在缩放所述多个无线电发射器的所述不定性 向量的步骤中所使用的每个缩放值还取决于各个所述不定性椭圆的各向异性的测量。 36.根据权利要求24所述的方法，其中，每个缩放值还取决于相对于所述第一预定长 度的各个所述不定性椭圆的所述短轴长度的测量，使得每个缩放值从当各个所述短轴的长 度等于所述第一预定长度时的0变化为当各个所述短轴的长度为0时的最大值。 37.根据权利要求24所述的方法，其中，执行从所述发射器加权值形成各第一坐标轴 加权值和第二坐标轴加权值的步骤，使得每个第一坐标轴加权值/第二坐标轴加权值由通 过因子缩放的各个所述接收器加权值给出，该因子从当沿第一。
21、坐标轴/第二坐标轴的所述 总不定性至少为第二预定长度时的预定最小值变化为当沿第一坐标轴/第二坐标轴的所 述总不定性为0时的最大值。 38.根据权利要求24所述的方法，其中，关于所述预定坐标系定义每个不定性椭圆。 39.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第一坐标轴由与旋转的所述总向量重合 的归一化向量表示，所述第二坐标轴由与旋转的所述总向量正交的归一化向量表示。 40.根据权利要求24所述的方法，其中，描述各个不定性椭圆的所述定向的每个不定 性向量是在所述预定坐标系中定义不定性椭圆的所述长轴和短轴的方向的单位向量。 41.根据权利要求24所述的方法，其中，执行对每个轴的投影分量进行求和以形成。
22、沿 每个轴的总不定性的步骤，使得通过各个所述投影分量的平方的和给出所述总第一/第二 轴不定性的平方。 42.根据权利要求24所述的方法，其中，对每个轴的投影分量进行求和的步骤以形成 沿每个轴的总的不定性，使得通过各个投影分量的平方的和给出总的第一/第二轴不定性 的平方。 43.根据权利要求24所述的方法，还包括，对于所述第一和第二坐标轴的每个： 通过使用沿各个坐标轴的每个不定性椭圆的长轴和短轴的投影分量和各个坐标轴加 权值的加权质心来计算相关的置信估计； 通过以下步骤计算不相关的置信估计：对于每个不定性椭圆形成各个坐标轴加权值和 沿该不定性椭圆的长轴和短轴的各个坐标轴的投影分量的和的乘积；对于。
23、该组不定性椭圆 将这些乘积的平方求和；以及除以该组不定性椭圆的各个坐标轴加权值的平方的和； 形成复合的置信估计，所述复合的置信估计的平方是所述相关的置信估计的平方和所 述不相关的置信估计的加权组合；以及 使用所述复合的置信估计作为由于所述多个无线电接收器位置的位置估计中的不定 性导致的所述无线电发射器的位置的不定性估计。 44.根据权利要求43所述的方法，还包括： 形成由于机制和可选的系统误差所导致的所述无线电发射器的位置的加权不定性的 估计，其中，通过该机制形成所述接收器加权值，所述系统误差由于通过加权质心计算的所 述无线电发射器的位置；以及 将所述复合的置信估计和所述加权不定性正交组合以形。
24、成所述无线电接收器的估计 出的位置的总不定性的估计。 45.根据权利要求24所述的方法，其中，所述预定坐标系是在其中关于磁北或大地坐 权 利 要 求 书CN 103033794 A 6/6页 7 标位置系统表示二维位置的坐标系。 46.一种可操作地估计无线电发射器的位置的无线电接收器，所述无线电接收器被配 置为在多个无线电接收器位置之间移动，并可操作地确定其在每个这些位置的位置不定性 作为均具有长轴和短轴的不定性椭圆，所述无线电接收器包括： 天线，用于从所述无线电发射器接收信号； 加权确定单元，被配置为根据从所述无线电发射器接收的信号形成一组发射器加权 值，每个发射器加权值均表示所述无线电发射。
25、器到所述无线电接收器位置的距离的测量； 以及 位置计算单元，被配置为通过以下方法估计所述无线电接收器的位置： 对于所述多个无线电发射器中的每个，通过根据各个所述接收器加权值的缩放值缩放 在预定的坐标系中描述各个所述不定性椭圆的定向的不定性向量，并通过将所述不定性向 量的幅角乘以因子4来旋转所述不定性向量； 对所述多个无线电发射器的经缩放的所述向量求和以形成总向量； 通过将所述总向量的幅角除以因子4并使用产生的旋转的所述总向量定义包括第一 坐标轴和第二坐标轴的复合坐标基准；以及 通过以下步骤在所述复合坐标基准中形成所述无线电发射器的所述二维位置的估 计： 将每个不定性椭圆的所述长轴和所述短轴投影。
26、至所述第一坐标轴和所述第二坐标轴 以形成针对每个轴的一组投影分量； 对每个轴的所述投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性； 对于每个不定性椭圆，从缩放的各个所述发射器加权值形成第一坐标加权值和第二坐 标轴加权值，使得所述第一坐标轴加权值/所述第二坐标轴加权值随着沿所述第一坐标轴 /所述第二坐标轴的所述总不定性增加而减少；以及 通过使用在所述复合坐标基准中表示的所述无线电接收器位置估计和所述第一坐标 轴加权值以及所述第二坐标轴加权值的加权质心来计算所述无线电发射器的所述位置。 权 利 要 求 书CN 103033794 A 1/14页 8 Wi-Fi 定位 技术领域 0001 本发明涉及形成无。
27、线电接收器相对于位置具有相关的不定性的多个无线电发射 器的二维位置的估计的方法，以及形成无线电发射器相对于位置具有相关的不定性的多个 无线电接收器的二维位置的估计的方法（或等价：相对于在多个已知位置设置的无线电接 收器）。本发明还提供根据该方法估计的位置的不定性的估计。 背景技术 0002 由于Wi-Fi接入点通常在建筑物和市区中普遍存在，在这些区域获得可靠的GPS 信号较难，所以能够关于已知位置的Wi-Fi接入点确定它们的位置的便携式设备日益普 及。例如，许多智能手机提供访问包括全球Wi-Fi接入点和标识符的数据库，使得智能手机 可以在检测一个或多个Wi-Fi接入点时识别这些接入点（AP）中。
28、的至少一个的位置并推断 其位置。 0003 通常，便携式Wi-Fi设备可通过表示设备的位置作为一组Wi-Fi接入点的已知位 置ri（每个均由权重wi加权）的线性组合的加权质心确定其位置r，其中，权重wi取决于 从通过其发射功率调整的各个接入点接收的信号强度。这在以下公式中示出： 0004 0005 然而，在传统的位置确定算法不考虑的Wi-Fi接入点的位置中可能有相当大的不 定性。这导致设备的确定位置的精度差以及在设备的确定位置中的未知不定性。此外，接 入点的位置的不定性可具有重要的方向性，使得位置不定性在一个方向上比在垂直方向上 更大。 0006 该相同的位置确定加权质心方法也可以用于根据接收。
29、来自接入点信号的一组 Wi-Fi接收器的已知位置（或等价地，根据单个Wi-Fi接收器的多个已知位置）估计Wi-Fi接 入点的位置。例如，经常通过使用装有GPS接收器和Wi-Fi接收器的扫描车辆确定Wi-Fi接 入点的位置：随着扫描车辆沿着道路行进，它监听Wi-Fi接入点，并通过在多个位置（通过 其GPS接收器确定）测量来自该接入点的信号强度来推断出每个Wi-Fi接入点的位置。接 入点的位置r可以根据方程1.1估计，其中，ri是Wi-Fi接收器进行信号强度测量的位置， wi是取决于从各个接入点接收的测量的信号强度的权重。 0007 由于Wi-Fi接收器（例如，扫描车辆）的GPS位置的不定性和该位。
30、置估计方法引入 的不定性，在估计每个接入点的位置时有很大的不定性。此外，由于Wi-Fi接收器可能从 有限数量的位置测量接入点的信号强度，接入点的位置的不定性可具有较大的方向性例 如，扫描车辆可能局限于沿道路移动，使得在与道路垂直的方向上的接入点的位置误差要 比平行于该道路的方向上的误差大得多。 0008 因此，需要改进形成无线电接收器相对于一组位置具有相关的不定性的无线电发 射器的位置估计的方法，并且需要改进形成无线电发射器相对于一组位置已知的无线电接 说 明 书CN 103033794 A 2/14页 9 收器或相对于在多个位置存在的单个接收器的位置的估计的方法。 发明内容 0009 根据本。
31、发明的第一方面，提供了形成无线电接收器相对于多个无线电发射器的二 维位置的估计的方法，每个无线电发射器均具有可表示为具有长轴和短轴的不定性椭圆的 位置不定性和相关的位置估计，该方法包括：从多个无线电发射器接收无线电接收器信号， 并根据已接收的这些信号形成一组发射器加权值，其中，每个值均表示各个无线电发射器 与无线电接收器的距离的测量值；对于多个无线电发射器中的每一个，通过根据各个发射 器加权值的缩放值缩放在预定的坐标系中描述各个不确定椭圆的定向的不定性向量，通过 将其幅角乘以因子4来旋转不定性向量；对多个无线电发射器的经缩放和旋转的向量求和 以形成总的向量；通过将总的向量的幅角除以因子4并使用。
32、由此得出的经旋转的总向量来 定义复合坐标基准，该复合坐标基准包括第一和第二坐标轴；以及通过以下步骤在复合坐 标基准中形成无线电接收器的二维位置的估计：将每个不定性椭圆的长轴和短轴投影至第 一和第二坐标轴，以形成针对每个轴的一组投影分量；对每个轴的投影分量进行求和以形 成沿每个轴的总的不定性；对于每个不定性椭圆，根据缩放的各个发射器加权值形成第一 和第二坐标轴加权值，使得第一/第二坐标轴加权值随着沿第一/第二坐标轴的总的不定 性的增加而减少；以及通过使用第一和第二坐标轴加权值和在复合坐标基准中表示的多个 无线电发射器的位置估计的加权质心来计算无线电接收器的位置。 0010 适当地，还包括将无线电。
33、接收器的计算出的位置转换至预定坐标系用作无线电接 收器的二维位置的估计。 0011 适当地，由表达不定性椭圆的长轴和短轴的长度以及其根据预定坐标系的定向的 信息来表示每个不定性椭圆。 0012 适当地，描述各个不定性椭圆的定向的不定性向量的幅角是不定性椭圆的长轴和 短轴中的预定的一个与预定的坐标系中定义的预定方向之间的角。 0013 优选地，在缩放多个无线电发射器的不定性椭圆的步骤中所使用的每个缩放值还 取决于各个不定性椭圆的各向异性的测量值。优选地，通过各个不定性椭圆的长轴长度与 短轴长度的比值来给出每个不定性椭圆的各向异性的测量值。 0014 优选地，每个缩放值还取决于各个不定性椭圆的短轴。
34、长度相对于第一预定长度的 测量值，使得每个缩放值从在相应的短轴的长度等于第一预定长度时的0变化为当相应的 短轴的长度为0时的最大值。 0015 优选地，执行根据发射器加权值形成第一和第二坐标轴加权值的步骤，使得每个 第一/第二坐标轴加权值由通过因子缩放的相应的发射器加权值给出，该因子在当沿第一 /第二坐标轴的总不定性至少为第二预定长度时的预定最小值到当沿第一/第二坐标轴的 总不定性为0时的最大值的范围内。 0016 适当地，第一和第二预定长度约为60米。适当地，预定的最小值为1/8。 0017 适当地，关于预定坐标系定义每个不定性椭圆。 0018 优选地，第一坐标轴由与旋转的总向量重合的归一化。
35、向量表示，第二坐标轴由与 旋转的总向量不重合的归一化向量表示。优选地，第一和第二坐标轴被定义为形成正交基 组。 说 明 书CN 103033794 A 3/14页 10 0019 适当地，无线电接收器被配置为通过以下一项或多项来接收多个无线电发射器中 每个的位置估计和位置不定性：从多个无线电发射器中的一个或多个发射的无线电信号； 在无线电接收器存储的数据库；以及对于无线电接收器可远程访问的数据库。 0020 优选地，描述各个不定性椭圆的定向的每个不定性向量是在预定坐标系中定义不 定性椭圆的长轴和短轴的方向的单位向量。 0021 适当地，预定的坐标系是在其中表示关于磁北或大地坐标位置系的二维位置。
36、的坐 标系。 0022 优选地，根据从各个无线电接收器接收的信号的信号强度形成每个发射器加权 值，所接收的信号强度越大，发射器加权值越大。优选地，每个发射器加权值根据各个无线 电发射器的功率而缩放，使得发射器加权值基本上与发射器功率无关，每个无线电发射器 的发射器功率通过各个无线电发射器用信号通知无线电接收器。 0023 优选地，执行对每个轴的投影分量进行求和的步骤以形成沿每个轴的总不定性， 使得通过各个投影分量的平方的和给出总的第一/第二轴不定性的平方。 0024 该方法可进一步包括，对于第一和第二坐标轴的每个：通过使用各个坐标轴加权 值和沿各个坐标轴的每个不定性椭圆的长轴和短轴的投影分量的。
37、加权质心来计算相关的 置信估计；通过以下步骤计算不相关置信估计：对于每个不定性椭圆形成各个坐标轴加权 值和沿该不定性椭圆的长轴和短轴的各个坐标轴的投影分量的和的乘积；对于该组不定性 椭圆将这些乘积的平方求和；除以该组不定性椭圆的各个坐标轴加权值的平方的和；形成 复合的置信估计，其平方为相关的置信估计的平方和不相关置信估计的加权组合；以及使 用复合的置信估计作为由于多个无线电发射器的位置估计中的不定性所导致的无线电接 收器的位置的不定性估计。 0025 该方法可进一步包括：形成由于形成发射器加权值的机制以及可选地为由于通过 加权质心计算的无线电接收器的位置的系统误差所导致的无线电接收器的位置的加。
38、权不 定性的估计；以及将复合的置信估计和加权不定性正交组合以形成无线电接收器的位置估 计的总的不定性的估计。 0026 优选地，多个无线电发射器是Wi-Fi接入点，无线电接收器是便携式Wi-Fi设备。 0027 根据本发明的第二方面，提供了可操作地估计其相对于多个无线电接收器的位置 的无线电接收器，该无线电接收器可访问对于每个无线电接收器定义的位置估计和可表示 为具有长轴和短轴的不定性椭圆的位置不定性的信息，该无线电接收器包括：天线，用于从 多个无线电发射器接收信号；加权确定单元，被配置为根据从无线电发射器接收的信号形 成一组发射器加权值，每个值均表示各个无线电发射器到无线电接收器的距离的测量。
39、值； 以及位置计算单元，被配置为通过以下步骤估计无线电接收器的位置：对于多个无线电发 射器中的每个，通过取决于相应发射器加权值的缩放值对描述预定坐标系中相应的不定性 椭圆的定向的不定性向量进行缩放并通过将其幅角乘以因子4来旋转不定性向量；对多个 无线电发射器的经缩放和旋转的向量进行求和以形成总向量；并将总向量的幅角除以4并 使用所产生的旋转的总向量来定义包括第一和第二坐标轴的复合坐标基准；并通过以下步 骤在复合坐标基准中形成无线电接收器的二维位置的估计：将每个不定性椭圆的长轴和短 轴投影在第一和第二坐标轴以形成针对每个轴的一组投影分量；并对每个轴的投影分量进 行求和以形成沿每个轴的总不定性；对。
40、于每个不定性椭圆，根据缩放的各个发射器加权值 说 明 书CN 103033794 A 10 4/14页 11 形成第一和第二坐标轴加权值，使得第一/第二坐标轴加权值随着沿坐标轴的总不定性增 加而减少；以及通过使用在复合坐标基准中表示的多个无线电发射器的位置估计和第一和 第二坐标轴加权值的加权质心来计算无线电接收器的位置。 0028 根据本发明的第三方面，提供了形成无线电发射器相对于多个无线电接收器位置 的的二维位置的估计的方法，每个无线电接收器位置均具有表示为具有长轴和短轴的不定 性椭圆的相应的位置不定性，该方法包括：在无线电接收器位置接收来自无线电发射器的 信号，并根据接收的这些信号形成一组。
41、接收器加权值，每个值均表示无线电发射器到无线 电接收器位置的距离的测量值；对于多个无线电接收器位置中的每个，通过取决于各个接 收器加权值的缩放值对描述预定坐标系中各个不定性椭圆的定向的不定性向量进行缩放 并通过将其幅角乘以因子4来旋转不定性向量；对多个无线电接收器位置的经缩放的向量 进行求和以形成总向量；将总向量的幅角除以因子4并使用所产生的旋转总向量以定义包 括第一和第二坐标轴的复合坐标基准；以及通过以下步骤在复合坐标基准中形成无线电发 射器的二维位置的估计：将每个不定性椭圆的长轴和短轴投影在第一和第二坐标轴以形成 针对每个轴的一组投影分量；对每个轴的投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性。
42、； 对于每个不定性椭圆，根据缩放的各个发射器加权值形成第一和第二坐标轴加权值，使得 第一/第二坐标轴加权值随着沿第一/第二坐标轴的不定性增加而减少；以及通过使用在 复合坐标基准中表示的无线电接收器位置和第一以及第二坐标轴加权值的加权质心来计 算无线电发射器的位置。 0029 该方法可进一步包括将计算的无线电发射器的位置转换至预定坐标系而用作无 线电发射器的二维位置的估计。 0030 适当地，描述各个不定性椭圆的定向的不定性向量的幅角是该不定性椭圆的长轴 和短轴中的预定的一个和预定的坐标系中定义的预定的方向之间的角。 0031 适当地，通过根据预定坐标系表示不定性椭圆的长轴和短轴及其定向的信息来。
43、代 表每个不定性椭圆。 0032 优选地，在被配置为在多个无线电接收器位置之间移动的无线电接收器处执行该 方法的步骤，以在这些无线电接收器位置接收来自无线电发射器的信号。优选地，该无线电 接收器被配置为将其位置及其位置不定性确定为具有长轴和短轴的不定性椭圆。优选地， 该无线电接收器被配置为通过GPS接收器来确定其位置及其位置不定性。优选地，该无线 电发射器是Wi-Fi接入点，无线电接收器是支持Wi-Fi接收器和GPS接收器的扫描汽车。 0033 可替换地，不同的无线电接收器设置在各无线电接收器位置以共同地在这些无线 电接收器位置接收来自无线电发射器的所述信号。适当地，无线电接收器被配置为交换其。
44、 各自的接收器加权值以允许一个或多个无线电接收器形成无线电发射器的二维位置的估 计。适当地，在耦接至多个无线电接收器并被配置为接收它们各自的接收器加权值的计算 服务器中形成无线电发射器的二维位置的估计。 0034 优选地，用在缩放多个无线电接收器的不定性向量的步骤中的每个缩放值进一步 取决于各个不定性椭圆的各向异性的测量值。 0035 优选地，每个缩放值进一步取决于各个不定性椭圆的短轴的长度相对于第一预定 长度的测量值，使得每个缩放值从各个短轴的长度等于第一预定长度时的零变为各个短轴 的长度等于零时的最大值。 说 明 书CN 103033794 A 11 5/14页 12 0036 优选地，执。
45、行根据接收器加权值形成各第一和第二坐标轴加权值的步骤，使得通 过因子缩放的各个接收器加权值得出各第一/第二坐标加权值，该因子从沿该第一/第二 坐标轴的总不定性至少为第二预定长度时的预定最小值变为当沿第一/第二坐标轴的总 不定性为零时的最大值。 0037 适当地，关于预定的坐标系定义各不定性椭圆。 0038 优选地，第一坐标轴由与旋转的总向量重合的归一化向量表示，第二坐标轴由与 旋转的总向量不重合的归一化向量表示。 0039 优选地，描述各个不定性椭圆的定向的各不定性向量是在预定的坐标系中定义不 定性椭圆的长轴和短轴的方向的单位向量。 0040 优选地，根据在各个无线电接收器位置从无线电发射器接。
46、收的信号的信号强度形 成每个接收器加权值，接收器加权值对于更大的接收的信号强度较大。 0041 优选地，执行对每个轴的投影分量进行求和以形成沿每个轴的总不定性的步骤， 使得通过各个投影分量的平方的和得出总的第一/第二轴不定性的平方。 0042 该方法可进一步包括，对于第一和第二坐标轴的每个：通过使用各个坐标轴加权 值和沿各个坐标轴的每个不定性椭圆的长轴和短轴的投影分量的加权质心来计算相关的 置信估计；通过以下步骤计算不相关的置信估计：对于每个不定性椭圆形成各个坐标轴加 权值和沿该不定性椭圆的长轴及短轴的各个坐标轴的投影分量的和的乘积；对于该组不定 性椭圆将这些乘积的平方求和；以及除以该组不定性。
47、椭圆的各个坐标轴加权值的平方的 和；形成复合的置信估计，其平方为不相关置信估计和相关的置信估计的平方的加权组合； 以及使用复合的置信估计作为由于多个无线电接收器位置估计中的不定性所导致的无线 电发射器的位置的不定性估计。 0043 该方法可进一步包括：形成由于形成发射器加权值的机制以及可选地为由于通过 加权质心计算的无线电接收器的位置的系统误差所导致的无线电接收器的位置的加权不 定性的估计；以及将复合的置信估计和加权不定性正交组合以形成无线电接收器的位置估 计的总的不定性的估计。 0044 适当地，预定的坐标系是在其中表示关于磁北或大地坐标位置系的二维位置的坐 标系。 0045 根据本发明的第。
48、四个方面，提供了可操作地估计无线电发射器的位置的无线电接 收器，该无线电接收器被配置为在多个无线电接收器之间移动，并可操作地确定其在这些 位置中每一个的位置不定性作为具有长轴和短轴的不定性椭圆，该无线电接收器包括：天 线，用于从无线电发射器接收信号；加权确定单元，被配置为根据从无线电发射器接收的信 号形成一组发射器加权值，每个值均表示无线电发射器到无线电接收器位置的距离的测量 值；以及位置计算单元，被配置为通过以下步骤估计无线电发射器的位置：对于多个无线 电接收器中的每个，通过取决于相应接收器加权值的缩放值对描述预定坐标系中相应的不 定性椭圆的定向的不定性向量进行缩放并通过将其幅角乘以因子4来。
49、旋转不定性向量；对 多个无线电接收器的经缩放的向量进行求和以形成总向量；并将总向量的幅角除以因子4 并使用所产生的旋转的总向量来定义包括第一和第二坐标轴的复合坐标基准；并通过以下 步骤在复合坐标基准中形成无线电发射器的二维位置的估计：将每个不定性椭圆的长轴和 短轴投影在第一和第二坐标轴以形成针对每个轴的一组投影分量；并对每个轴的投影分量 说 明 书CN 103033794 A 12 6/14页 13 进行求和以形成沿每个轴的总不定性；对于每个不定性椭圆，根据缩放的各个发射器加权 值形成第一和第二坐标轴加权值，使得第一/第二坐标轴加权值随着沿第一/第二坐标轴 的总不定性增加而减少；以及通过使用在复合坐标基准中表示的无线电接收器位置和第一 以及第二坐标轴加权值的加权质心来计算无线电发射器的位置。 0046 天线，用于从无线电发射器接收信号；加权确定单元，被配置为根据从无线电发射 器接收的信号形成一组发射器加权值，每个均表示各个无线电发射器到多个无线电接收器 位置的距离的测量；以及位置计算单元，被配置为通过以下方法估计无线电接收器的位置： 对于多个无线电接收器位置中的每个，通过取决于各个接收器加权值的。